Crea la tua fotocamera digitale stenopeica

La mia casa di Port Townsend a Washington è una comunità piena di artisti e creatori. Le chiamate per partecipare ad attività culturali locali non sono rare, ma quando ne ho visto uno per un concorso fotografico con fotocamera stenopeica ha attirato la mia attenzione. Avevo giocato con le fotocamere stenopeiche molti anni fa e mi chiedevo se le competenze elettrotecniche che avevo accumulato da allora potessero essere utilizzate per migliorare la tradizionale fotocamera stenopeica, pur mantenendo le sue caratteristiche uniche. Potrei realizzare una fotocamera stenopeica digitale?

Dal punto di vista ottico, i fori stenopeici hanno alcune caratteristiche interessanti che le lenti non possono eguagliare. Innanzitutto, una fotocamera stenopeica ha una profondità di campo effettivamente infinita: tutto nel suo campo visivo è a fuoco, indipendentemente da quanto sia vicino o lontano l'oggetto. Inoltre, le lenti non producono distorsioni, come l'aberrazione cromatica. Gli ultimi anni hanno visto un aumento dell'interesse per la fotografia stenopeica, con una varietà di fotocamere vendute a livello commerciale ed eventi fotografici internazionali.

Lo svantaggio è che sia le fotocamere stenopeiche standard che quelle fai-da-te utilizzano pellicola o carta fotografica. Il costo per l'acquisto e lo sviluppo della pellicola aumenta rapidamente e, naturalmente, c'è un lungo ritardo tra lo scatto di una foto e la visione dei risultati. Forse la cosa più significativa è che scattare foto con una fotocamera stenopeica a pellicola richiede tempi di esposizione lunghi, in genere diversi secondi anche in pieno sole, aumentando la possibilità che uno scatto venga rovinato da movimenti indesiderati.

La montatura e gli attacchi delle lenti stenopeiche sono realizzati con pezzi di legno tagliati al laser. Questi contengono la scheda del microcontrollore [al centro], il sensore di immagine e il microinterruttore che funge da controllo dell'otturatore [in alto al centro].James Provost

La mia impressione era che l'uso di un sensore digitale avrebbe risolto entrambi questi problemi. Avevo una scheda ESP32-Cam da 10 dollari rimasta da un progetto precedente e ho realizzato che sarebbe stata perfetta per questa impresa. La scheda integra il popolare microcontrollore ESP32 abilitato Wi-Fi con una presa per scheda microSD, un indicatore LED e un'interfaccia per una serie di sensori di immagine a basso costo. Ho utilizzato un modulo fotocamera OV2460, che può supportare una risoluzione massima di 1.600 x 1.200 pixel se utilizzato con ESP32-CAM. Ho rimosso l'obiettivo dell'OV2460 per esporre il sensore di immagine.

Ho collegato un microinterruttore a uno dei pin di ingresso/uscita generici della scheda e ho scritto del firmware per utilizzare l'interruttore come controllo dell'otturatore e salvare le immagini sulla scheda microSD. Ho anche programmato l'indicatore LED in modo che lampeggi alcuni codici di errore nel caso in cui qualcosa sia andato storto, come provare a scrivere su una scheda microSD piena. La scrittura di questo codice adesivo non ha richiesto molto tempo, grazie al gran numero di librerie software disponibili per ESP32-CAM.

Ho realizzato una custodia di legno per contenere il sensore, la scheda ESP32-CAM e l'interruttore dell'otturatore utilizzando il mio laser cutter Glowforge. Il gruppo stenopeico critico può essere staccato, permettendomi di regolare la lunghezza focale, e quindi il campo visivo della fotocamera, sostituendo diversi gruppi. Ciò aggiunge la flessibilità degli obiettivi rimovibili alla fotografia stenopeica, un altro bel vantaggio!

Tuttavia, nulla è gratuito. I fori stenopeici variano in dimensioni e il compromesso per tutti questi vantaggi digitali è che devi fabbricare un foro stenopeico con un diametro inferiore a quello che puoi ottenere con una fotocamera stenopeica tradizionale. Questo perché il sensore è molto più piccolo di un fotogramma di pellicola: 4 millimetri di larghezza per il sensore contro, diciamo, 35 o 120 mm per la pellicola. Di conseguenza, per garantire che l'immagine completa creata dal foro stenopeico cada sulla superficie del sensore, il sensore deve essere molto più vicino al foro stenopeico rispetto alla pellicola. Quando calcoli l'ottica necessaria per quella disposizione, il risultato è un foro più piccolo.

Se stessi producendo in serie questa fotocamera, il processo da seguire sarebbe l'incisione chimica. Una volta impostati tutti i parametri è possibile realizzare con precisione fori molto piccoli per tutto il giorno. Ma il tempo e lo sforzo necessari per impostare un processo di incisione hanno fatto sì che volessi trovare un altro modo.